北郵通信原理課件第一章緒論

第一章緒論彭濤

1.1引言人類社會向信息社會發(fā)展農(nóng)業(yè)社會生產(chǎn)生活資料和必要的生產(chǎn)工具工業(yè)社會機器的生產(chǎn)和能量的生產(chǎn)信息社會信息的大規(guī)模采集、存儲、傳輸、處理和使用1.1引言信息廣義信息（無確切的定義）是從不知到確知的過程中的內(nèi)涵實體狹義信息（語法信息）基于概率論的信息熵定義：現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)1.1引言信息的主要特點不同于物質(zhì)資料和能量資源，可以共享和重復(fù)使用可以廣泛傳播通信技術(shù)幫助克服了空間的限制計算機技術(shù)實現(xiàn)大容量存儲，克服了時間的限制1.2通信發(fā)展簡史和展望通信就是互通信息古代通信：驛站傳信、烽火臺現(xiàn)代通信一般指電信，即遠距離通信（munication）電報電話Etc.1.2通信發(fā)展簡史和展望現(xiàn)代通信的主要事件1838年：摩爾斯發(fā)明有線電報1864年：麥克斯維提出電磁場方程1876年：貝爾發(fā)明電話1896年：馬可尼發(fā)明無線電報1906年：真空管問世1918年：調(diào)幅無線電廣播….1.2通信發(fā)展簡史和展望1948年的兩件重要事件仙農(nóng)（Shnnon）發(fā)表《通信的數(shù)學(xué)理論》。并進一步在60年代形成了較系統(tǒng)的信息論框架。成為通信技術(shù)的理論基礎(chǔ)勃拉登（Brattain）等發(fā)明了晶體管。以后又發(fā)展成為集成電路到超大規(guī)模集成電路。從器件上促進了通信技術(shù)的發(fā)展1.2通信發(fā)展簡史和展望通信的發(fā)展方向數(shù)字化遠程與大容量化網(wǎng)絡(luò)與綜合化移動和個人化1.2通信發(fā)展簡史和展望數(shù)字化數(shù)字信息和模擬信息的區(qū)別：前者取值離散，后者取值離散數(shù)字通信的主要優(yōu)點抗干擾能力強，且中繼時無噪聲積累可使用現(xiàn)代數(shù)字信號處理技術(shù)進行處理差錯可以控制，傳輸質(zhì)量好易于加密易于實現(xiàn)設(shè)備小型化1.2通信發(fā)展簡史和展望遠程和大容量化有線：明線→同軸電纜→光纖無線：短波→微波→衛(wèi)星1.2通信發(fā)展簡史和展望網(wǎng)絡(luò)和綜合化PSTN：電路交換Internet：分組交換1.2通信發(fā)展簡史和展望移動和個人化目標是5W通信：任何人（Whoever）在任何時間（Whenever）任何地點（Wherever）可與任何對象（Whomever）互通任何信息（Whatever）1.3通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)的構(gòu)成通信技術(shù)包括以下兩大方面的技術(shù)通信系統(tǒng)：點對點通信所需設(shè)施通信網(wǎng)：由許多通信系統(tǒng)組成多點間能相互通信的全部設(shè)施1.3通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)的構(gòu)成通信系統(tǒng)的仙農(nóng)模型信源、信宿：信息的發(fā)送者和接受者信道：傳送信息的通道編碼：這里泛指把信源輸出的信息變換成適合信道傳輸?shù)男盘柕倪^程。譯碼是其反過程。（注意這里的編碼包括信源編碼、加密、信道編碼、調(diào)制等，與通常所說的編碼有所不同）1.3通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)的構(gòu)成通信網(wǎng)模型1.3通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)的構(gòu)成通信網(wǎng)模型轉(zhuǎn)接設(shè)備（交換設(shè)備）：選擇路由，將信息從信源一站一站傳遞，直到到達信宿信令、協(xié)議：為通信網(wǎng)中傳送信息，必須符合預(yù)先制定的規(guī)程，才能保證通信成功，這樣的規(guī)程叫信令（電話網(wǎng)）或協(xié)議（計算機網(wǎng)）1.3通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)的構(gòu)成一些概念消息：信源想讓信宿得到的信息的具體表現(xiàn)形式。如一段聲音，一張圖片等信息：消息的內(nèi)涵。通信中，一般不刻意區(qū)分消息和信息信號：為了通信，須將消息轉(zhuǎn)換成信號以利于進行處理、變換和傳送。信號是消息的載體，一般為電信號1.3通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)的構(gòu)成一些概念有效性：單位帶寬內(nèi)傳送的信息量的多少。模擬通信系統(tǒng)用單位帶寬內(nèi)能傳送的電話或電視路數(shù)表示；數(shù)字通信系統(tǒng)用頻帶利用率（bps/Hz）表示可靠性：接收信息的準確程度。模擬通信系統(tǒng)用接收端的輸出信噪比表示；數(shù)字通信系統(tǒng)用誤比特率表示有效性和可靠性是相互矛盾的，可以互換。1.3通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)的構(gòu)成一些概念信源編碼：將信源產(chǎn)生的消息轉(zhuǎn)換成電信號及進一步的變換。信源編碼的目的是提高通信系統(tǒng)的有效性。模擬通信系統(tǒng)：通過壓縮頻帶來提高有效性數(shù)字通信系統(tǒng)：通過壓縮信源輸出的比特率來提高有效性1.3通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)的構(gòu)成一些概念信道編碼：將信源編碼輸出的信號變換成適合于信道傳輸?shù)男盘?。其目的是提高系統(tǒng)的可靠性1.3通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)的構(gòu)成一些概念復(fù)用：多個信源的輸出信號變換成相互正交的信號后疊加起來或直接送入信道。在接收端利用正交性，將各個信號解復(fù)用。方式有FDM、TDM、CDM多址接入：適應(yīng)無線通信的一種復(fù)用技術(shù)，用于區(qū)分位于不同地點的終端。方式有FDMA、TDMA、CDMA1.3通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)的構(gòu)成一些概念電路交換：交換設(shè)備將兩用戶間的電路接通后，該電路就只用于這兩個用戶間的通信，直到通信結(jié)束。這種方式適合于實時性強、通信時間長的信息傳輸分組交換：信息被分成一個個分組進行傳送，交換設(shè)備將收到的分組先進行存儲，待信道有空時傳送到下一個交換設(shè)備。這種方式適合于實時性要求不高的突發(fā)型信息傳輸1.3通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)的構(gòu)成一些